專利名稱：一種低甲烷濃度氣體變壓吸附提濃甲烷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣體分離領(lǐng)域，是一種使用變壓吸附技術(shù)分離氣體混 合物中部分組分的方法。
二背景技術(shù)：
對于瓦斯氣回收甲烷組分的技術(shù)，慣常使用的方法為深冷回收。 由于需要龐大的設(shè)備和較多的操作能耗，因此，工業(yè)推廣由于經(jīng)濟原 因比較困難。
使用低濃度氣體作為化工原料， 一般由于有效成分分壓低，反應(yīng) 推動力小，不利于設(shè)備利用率的提高，因此，必須通過提高氣體濃度 或提高氣體壓力來實現(xiàn)有效成分分壓提高。低濃度氣體壓縮，勢必消 耗大量的能量，因此，提高氣體濃度，成為一個有效的途徑。
變壓吸附技術(shù)用于提濃甲垸技術(shù)在很多的使用環(huán)境都有應(yīng)用，但
是，原料氣濃度一般都在20%以上。這是由于原料氣中甲垸過低，如 果將原料氣提高到很高的壓力，勢必浪費很高的能源。因此低濃度甲 烷4 25%的回收利用， 一直被認為是一種不經(jīng)濟的行為。
三
發(fā)明內(nèi)容
為了回收低濃度甲烷成分，本發(fā)明利用多級串聯(lián)吸附的策略，用 來提高氣體回收率。
為了減少能耗，可以使用較低的吸附壓力。在使用變壓吸附方法 回收低濃度有效氣體之前，必須保證原料氣壓力0.02 0.4MPa (表)，經(jīng)過預(yù)處理，除去沸點高于有效氣體的組分。將含低濃度甲垸混合氣在較低的壓力0.02~0.4MPa下送入吸附 塔，在第一級吸附塔中，甲烷被吸附劑吸附，而比原料氣甲烷濃度較 低的第一級吸附流出氣直接送入第二級吸附塔；在第二級吸附塔中， 甲烷被吸附劑吸附，抽空氣可以作為第一級原料氣，而第二級吸附流 出氣濃度低于1%，直接送入廢氣系統(tǒng)；第一級抽空氣體作為第三級 吸附塔原料氣體，甲烷被吸附劑吸附，抽空氣體濃度直接提高到至少 30%最多100%作為成品氣輸出，吸附流出氣可以用作第一級原料氣；利用抽空解吸吸附塔。可以使用本級或者下一級抽空解吸氣回流置換吸附塔死空間的 非甲垸氣體，由此提高吸附塔抽空解吸氣中甲垸濃度。這樣，第三級的抽空氣體甲垸濃度可以達到30~100%。本發(fā)明所稱的原料氣，可以是瓦斯氣、爐窯氣、焦爐氣、裂解氣 放空氣、其它放空氣等等。本發(fā)明所稱的變壓吸附工藝，可以是2~12個吸附塔組成每一級。四具體實施方式
實施例l:某瓦斯氣甲烷濃度10%，需要提高甲垸濃度到35%以上。(1)經(jīng)過壓縮到壓力為0.02MPa (表)，經(jīng)過預(yù)凈化，除去原料 氣中的比甲垸沸點低的成分；(2)第一級進口原料氣甲烷濃度10%， 第一級吸附塔流出氣甲烷濃度4.2%，第一級抽空氣甲烷濃度22%; 第二級進口原料氣為第一級吸附塔流出氣，甲垸濃度4.2%，第二級吸附塔流出氣甲垸濃度0.2%,第二級抽空氣甲烷濃度10%返回第一 級作為原料氣；第三級進口原料氣為第一級吸附塔抽空氣，甲烷濃度 22%,第三級吸附塔流出氣甲烷濃度10%,第三級抽空氣甲烷濃度 35%作為產(chǎn)品氣輸出。
每級都采用2個吸附塔。
實施例2:某瓦斯氣甲烷濃度25%，需要提高甲烷濃度到98%以上。
(1)經(jīng)過壓縮到壓力為0.4MPa (表)，經(jīng)過預(yù)凈化，除去原料 氣中的比甲烷沸點低的成分；(2)第一級進口原料氣甲垸濃度25%， 第一級吸附塔流出氣甲垸濃度11%，第一級抽空氣甲烷濃度76%;第 二級進口原料氣為第一級吸附塔流出氣，甲烷濃度11%，第二級吸附 塔流出氣甲垸濃度0.6%，第二級抽空氣甲垸濃度27%返回第一級作 為原料氣；第三級進口原料氣為第一級吸附塔抽空氣，甲烷濃度76%, 第三級吸附塔流出氣甲垸濃度30%，第三級抽空氣甲烷濃度98%作 為產(chǎn)品氣輸出。
每級都采用4個吸附塔。
實施例3:某焦爐氣甲垸濃度12%，需要提高濃度到65%以上。 (1)每過壓縮到壓力為0.4MPa (表)，經(jīng)過預(yù)凈化，除去原料 氣中的比甲烷沸點低的成分；(2)第一級進口原料氣甲烷濃度12%， 第一級吸附塔流出氣甲垸濃度4%，第一級抽空氣甲垸濃度32%;第 二級進口原料氣為第一級吸附塔流出氣，甲烷濃度4%，第二級吸附 塔流出氣甲烷濃度0.1%，第二級抽空氣甲垸濃度11%返回第一級作為原料氣;第三級進口原料氣為第一級吸附塔抽空氣，甲烷濃度32%，第三級吸附塔流出氣甲烷濃度13%，第三級抽空氣甲烷濃度66%作為產(chǎn)品氣輸出。
每級都采用4個吸附塔。
實施例4:某裂解放空氣甲垸濃度22%，需要提高濃度到95%以上。
(1)經(jīng)過壓縮到壓力為0.14MPa (表)，經(jīng)過預(yù)凈化，除去原料氣中比甲烷沸點低的成分；(2)第一級進口原料氣甲烷濃度22%，第一級吸附塔流出氣甲烷濃度5%，第一級抽空氣甲垸濃度66%;第二級進口原料氣為第一級吸附塔流出氣，甲垸濃度5%，第二級吸附塔流出氣甲烷濃度0.01%，第二級抽空氣甲垸濃度20%返回第一級作為原料氣；第三級進口原料氣為第一級吸附塔抽空氣，甲烷濃度66%，第三級吸附塔流出氣甲垸濃度30%，第三級抽空氣甲烷濃度96%作為產(chǎn)品氣輸出。
每級都采用3個吸附塔。
本專利經(jīng)過實際使用在瓦斯氣、爐窯氣、焦爐氣、裂解氣放空氣、其它放空氣回收甲垸，效果十分明顯，有效降低了氣體回收過程中的能耗，節(jié)約了成本。
權(quán)利要求
1、一種含甲烷成分濃度4～25％的混合氣稱為原料氣，其甲烷濃度提高到至少30％最高100％的方法，其特征在于，使用變壓吸附氣體分離工藝，并且經(jīng)過以下的步驟(1)原料氣壓力0.02～0.4MPa；使用多級變壓吸附工藝提濃甲烷第一級，吸附出口氣體甲烷濃度降低到原料氣甲烷濃度的20～70％；第二級，吸附出口氣體甲烷濃度降低到1％以下；(2)使用第一級的抽空氣體作為第三級原料氣體，由此提高第三級抽空氣體中的甲烷濃度達到至少30％最高100％；(3)將第二級的抽空氣體作為第一級的原料氣；(4)第三級吸附出口氣體作為第一級的原料氣。
2、 權(quán)利要求1所稱的原料氣，可以是瓦斯氣、爐窯氣、焦爐 氣、裂解氣放空氣、其它放空氣等等。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種低濃度甲烷氣體提濃的方法，使用串聯(lián)吸附工藝。一種含甲烷成分濃度4～25％的混合氣稱為原料氣，其甲烷濃度提高到至少30％最高100％的方法，其特征在于，使用變壓吸附氣體分離工藝，并且經(jīng)過以下的步驟(1)原料氣壓力0.02～0.4MPa；使用多級變壓吸附工藝提濃甲烷第一級，吸附出口氣體甲烷濃度降低到原料氣甲烷濃度的20～70％；第二級，吸附出口氣體甲烷濃度降低到1％以下；(2)使用第一級的抽空氣體作為第三級原料氣體，由此提高第三級抽空氣體中的甲烷濃度達到至少30％最高100％；(3)將第二級的抽空氣體作為第一級的原料氣；(4)第三級吸附出口氣體作為第一級的原料氣。瓦斯氣、爐窯氣、焦爐氣、裂解氣放空氣、其它放空氣采用該方法分離甲烷可以降低成本。
文檔編號C07C7/12GK101503335SQ20091005835
公開日2009年8月12日 申請日期2009年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月17日
發(fā)明者皓 楊 申請人:皓 楊